Les sécrétions gastriques P.L. Toutain Update 6 octobre 2009

Historique Nos connaissances doivent beaucoup aux observations cliniques de William Beaumont, un médecin ayant soigné un trappeur,, ayant reçu un coup de fusil dans l’estomac avec formation d’une fistule

Suc gastrique Le suc gastrique est la sécrétion digestive transformant les aliments en chyme semi-liquide acceptable par l’intestin grêle

Les 2 rôles des sécrétions de l’estomac Commencer la digestion acide des aliments : le suc gastrique Protéger l’estomac de l’acidité gastrique: le mucus

Les zones muqueuses de l’estomac

Les zones muqueuses de l’estomac & principales sécrétions (porc) Zone oesophagienne non glandulaire M. antrale Mucus & enzymes M. Cardiale Mucus & bicarbonates M. Fundique HCl & pepsine Zone oesophagienne Non sécrétoire Zone cardiale Glandes cardiales sécrétion de mucus , très développées chez le porc peu développées chez les autres espèces

Oxyntiques ( ou acido-sécrétrices) La muqueuse gastrique est formée de 2 grandes zones fonctionnelles (homme) Zones fonctionnelles Glandes Oxyntiques ( ou acido-sécrétrices) Surface (85%) pyloriques Surface (15%) Zones Anatomiques Cardia fundus corps Antre pylore

Structure de la muqueuse gastrique: Zones gastrique (fundique) & antrale Épithélium muqueux avec une seule couche de cellules formant des Cryptes gastriques (pits en anglais) invaginations au fond desquelles s’ouvrent des glandes sécrétrices Les cryptes couvrent 50% de la surface Distance entre 2 cryptes = 0.1 mm

Ouverture d’une crypte gastrique

Les cryptes

Cryptes gastriques de la muqueuse de l’estomac Figure 24.13a, b

Histologie fonctionnelle de l’estomac L’épithélium est constitué par une couche monocellulaire. Elle forme des millions cryptes gastriques conduisant aux glandes gastriques qui sécrètent le suc gastrique Il y a 5 types de cellules dans ces glandes.

Cellules des glandes gastriques Cellules à mucus du collet Produisent un mucus alcalin à l’entrée des cryptes Cellules pariétales Sécrètent du HCl et le facteur intrinsèque. L’ HCl est nécessaire à l’activation de la pepsine.

Cellules principales: Produisent le pepsinogène qui est la forme inactive de la pepsine. Elles produisent chez les ruminant la rénnine (présure) impliquée dans la coagulation (caillage) et la digestion du lait. Cellules endocrines: Libèrent vers la lamina propria la gastrine, l’histamine, les endorphines, la sérotonine, la cholécystokinine et la somatostatine. Cellules souches: Pour le renouvellement de tous les autres types de cellules

Le suc gastrique: caractères généraux Liquide incolore, filant (mucus) et acide Volume: 1-1.5 L/jour (homme) Composition [ H+ ] de 0 à 150mmol/L vs 4 x10-8M pour le plasma (gradient de 2000)

La sécrétion acide: Cellule pariétale

La sécrétion de l’HCl Concentration en H+ par rapport au sang par un facteur de 106 Demande beaucoup d’énérgie Figure 24.14

La sécrétion acide par la cellule pariétale Membrane basale Membrane apicale Cl- oméprazole H2O + CO2 K+ pH=7.4 Cl- _ ATPase H2CO3 HCO3- HCO3- H+ H+ Vague alcaline Sang Cellule pariétale canalicule

Oméprazole (Gastrogard®, Merial) Inhibiteur des pompes à protons Utilisé pour prévenir et traiter les ulcères gastriques du cheval Se localise dans les zones acides Se fixe de façon irréversible sur les ATPases membranaires Bloque la sécrétion de H+ Accumulation de H+ dans la cellule conduisant à son acidification, à son dysfonctionnement et à sa destruction

pH gastrique Facteurs sécrétion acide Pouvoir tampon de la nourriture Reflux duodénaux plus alcalins

Sécrétions gastriques acides : chien vs. homme mEq / hr 3.7 ± 2.1 23 ± 7 Sécrétion basale Pic de sécrétion (réponse à l’histamine ) pH - à jeun - post-prandial 0.1 39 ± 5 0.5 mEq / kg /hr < 1 - 3 effet tampon de la nourriture (pH de 3-4) 1.5 Peu d’effet tampon de la nourriture (moyenne des pH= 2.1)

Évolution post-prandiale du pH gastrique chez l’homme 7 6 5 4 3 2 1 20 40 60 80 Time (min) Dressman, Pharma. Res., 1986, 3,123-131

pH gastrique chez le chien à jeun mesuré par une capsule d’ Heidelberg (repas: 50 g of a dog chow) 6 4 2 1 2 3 Phase 3 du CMM 6 4 2 4 5 6 Time (hours) Itoh et al., J. Pharm. Pharmacol., 1986, 38, 801

Acidité gastrique chez le cheval recevant de l’herbe ou du foin pH sur 24h de l’estomac d’un cheval ayant un libre accès à la nourriture (foin) ; le pH s’élève chaque fois que l’animal mange car le foin absorbe l’acidité gastrique et parce que la sécrétion salivaire est augmentée

Acidité gastrique chez le cheval à jeun pH sur 24h d’un cheval privé de nourriture ; Le pH moyen est de 1.6 car la sécrétion gastrique est continue chez le cheval et elle ne sera pas tamponnée par la salive dont la sécrétion est associée à la prise de nourriture

Sécrétion d’enzymes: Cellules principales Protéolytiques Pepsine Cathépsine Rénine ou présure ou Chymosine (coagulation et digestion du lait chez les ruminants) Non protéolytique Uréase, lipase (en fait d’origine salivaire), tributyrase

Pepsine(s) La plus importante des enzymes protéolytique (en faite, une famille d’enzymes) Sécrétée sous la forme d’une pro-enzyme inactive nommée pepsinogène par les cellules fundiques et antrales Sécrétée sous l’action de l’acétylcholine (stimulation vagale) Activée uniquement à pH acide (pH<3)

La conversion rapide du pepsinogène en pepsine dépend à la fois de l’acidité locale et de la présence de pepsine pH = 3.0 – 5.0 Pepsinogène Pepsine Réaction lente pH < 3.0 Pepsinogène Pepsine Réaction rapide

La Pepsine est une endopeptidase Endopeptidase (liaison CO-NH) dans lesquelles les groupements aminés appartiennent aux acides aminés aromatiques (phénylalanine, tyrosine…) Libération de peptones (polypeptides de PM élevé)

Action de la pepsine Pepsine a un pH optimal de 1.5 to 3.5 inactivée dans le duodénum car mélangée avec le suc pancréatique alcalin (pH 8)

Glandes antrales (pyloriques) Similaires aux glandes fundiques peu de glandes pariétales Essentiellement production mucus 1.5 mL/min chez le chien Présence de céllules G Production de Gastrine

Le mucus Ensemble des mucosubstances gastriques (glycoprotéines) Produit par les cellules cardiales, pyloriques, fundiques (les cellules muqueuses du collet)… Mucus visible: couche de 1.5 mm d’ épaisseur sur toute la muqueuse Forme un gel protecteur contre les agression physiques, chimiques et thermiques Évite le contact des cellules avec la pepsine et le HCl Finit par faire des grumeaux sous l’action de l’acidité gastrique et passe le duodénum Mucus invisible (dans les cellules)

Le mucus visible pH=1.5 pH=7 Mucus invisible

La rupture de la barrière muqueuse permet un retour des ion H+ vers les cellules qui seront endommagées

Anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS) Détergents: sels biliaires Substances connues pour entraîner des ruptures de la barrière stomacale Acides faibles Aspirine Alcools Éthanol Anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS) Détergents: sels biliaires

Contrôle de la sécrétion acide Contrôle nerveux Pneumogastrique Contrôle hormonal Gastrine Histamine acétylcholine

Contrôle de la sécrétion de mucus Stimulation par L’acétylcholine Alcool Stimulus mécaniques

Contrôle endocrine des cellules pariétales: Sécrétion d’HCl Acétylcholine (Ach) récepteurs de type M3 Gastrine récepteur de type CCKB (gastrine et CCK ont des structures voisines) Histamine récepteur de type H2 Cellule pariétale Histamine Ach Cimetidine Atropine Gastrine ATP CAMP Proglumide Rôle centrale de l’histamine Ca++ Ca++ Common intermediate Potentiation Sécrétion de HCL

Histamine Produite par les cellules entérochromaffines des glandes gastriques Libération sous l’action de la gastrine Agit via les récepteurs histaminergiques de type H2 Utilisation des anti-H2 en thérapeutique (JW Black, prix Nobel en 1988) Le blocage des H2 réduit drastiquement la sécrétion acide car action potentialisatrice sur Ach et gastrine

Contrôle de la sécrétion acide: aspect temporel 3 phases liées au repas (homme, carnivores) Phase céphalique Phase gastrique Phase intestinale Sécrétions continues chez les ruminants (flux continu des digesta), le porc et le cheval (estomac jamais vide)

1. Phase céphalique de la sécrétion gastrique Vagus nerve Vue, odeur ..de nourriture Activation parasympathique de la motricité et de la sécrétion gastrique

Phase céphalique de la sécrétion acide Expérience de repas fictif Fistule oesophagienne Entraîne une libération de suc gastrique pendant 1-2h Suppréssion de la réponse par la bivagotomie

Phase céphalique de la sécrétion acide Point de départ: Vue (réflexe conditionné) Stimulation des chémo- et mécanorécepteurs des cavités nasale et buccale Sensation d’appétit Mise en jeu centrale du Pneumogastrique Libération d’acétylcholine Action directe (immédiate) sur les cellules pariétales (acide), principales (pepsine) et à mucus Action indirecte (différée) sur les céllules G libérant la gastrine

Phase gastrique de la sécrétion acide Stimulation par la présence de nourriture (80% de la sécrétion) Réflexe de distension Long: vago-vagal Court: local Libération d’acétylcholine & de gastrine

L’arrivée de nourriture provoque une sécrétion réflexe de 2- Phase gastrique L’arrivée de nourriture provoque une sécrétion réflexe de Gastrine par les cellules G car il n’y a pas de sécrétion de gastrine lorsque le pH de l’estomac est trop bas (ce qui est le cas chez le sujet à jeun) aliment Gastrine Passage par le sang La gastrine stimule les sécrétions des cellules principales et pariétales

Régulation de la sécrétion de gastrine - Le vague stimule la libération de gastrine via le GRP et inhibe celle de somatostatine (qui elle même inhibe la sécrétion de gastrine) A partir du contenu antral, ls peptides et acides aminés stimulent directement les cellules G Les ions acides inhibent directement les cellules à somatostatine

Entérogastrones: GIP, Sécrétine & Cholécystokinine (CCK) 3- Phase intestinale L’arrivée de nourriture dans le duodénum déclenche la libération d’hormones (collectivement nommées les « entérogastrones ») qui inhibent la motricité et les sécrétions gastriques STOP Entérogastrones: GIP, Sécrétine & Cholécystokinine (CCK) Circulation

Inhibition de la sécrétion acide: les feed-back Chute du pH dans l’estomac : À pH<3, inhibition de la sécrétion de gastrine Sécrétine Présence d’acide, de lipides, de protéines.. Dans le duodénum libère de la sécrétine Réduit la sécrétion acide

Le cas des préruminants (1) ± Similaires aux monogastriques chez le préruminant Présence de chymosine (autrefois nommée rénnine) (lait) Pas de zone cardiale donne le réseau/rumen/feuillet durant l’ontogenèse

Le cas des ruminants adultes (2) Sécrétion continue liée à l’arrivée continue de digesta Sécrétion chez le bovin adulte: 30L/j Pas de stimulation par la PN Contrôle Digesta très tamponnés favorisant la sécrétion de gastrine

Ulcère gastroduodénal (encore appelé ulcère peptique car il n’y a pas d’ulcère en absence de pepsine)

Physiopathologie de l’ulcère Les lésions des zones squameuses sont le résultat d’une surexposition à l’acidité gastrique (zones non naturellement protégées) Les lésions des zones glandulaires sont dues à un défaut de protection de la muqueuse (AINS)

Facteurs de risque de l’ulcère Maladies (poulain: ulcères de la zone glandulaire) Exercice intense Régime de distribution de la nourriture Pas ou peu d’ulcères au pâturage Diminution de l’acidité gastrique avec le fourrage Augmentation de l’acidité gastrique avec les concentrés La privation intermittente de nourriture entraîne des ulcères

Ulcères gastriques et privation intermittente de foin Privation intermittente de foin une journée sur deux Lésions de la seule muqueuse squameuse Pas de lésions de la zone glandulaire Jour 0 48 h 96 h Intermittent periods of feed deprivation can induce damage to the gastric squamous epithelium within hours to days, as a result of increased gastric acidity. We used the protocol below: DAY 1 DAY 2 DAY 3 DAY 4 DAY 5 DAY 6 DAY 7 HAY NO YES NO YES NO YES NO Bleeding gastric squamous mucosal ulcers can occur in as short as forty-eight hours. There are different stages and degrees of damage to the gastric squamous epithelium with exposure to excessive acidity. The earliest endoscopically observed change is a reddening of the epithelium. Longer duration of exposure to acid results in loss of epithelial layers. Epithelial loss may extend to the basal epithelial cells (erosion), or extend into the lamina propria (ulcer). Within 24 to 48 hours of erosion/ulcer formation, capillary congestion, increased numbers of capillaries (angiogenesis), neutrophilic infiltration, and epithelial hyperplasia can be seen. These processes promote healing and are stimulated by peptic epithelial injury. Concurrent treatment with ranitidine prevents these lesions from forming. Les lésions peuvent apparaître en 24h

Traitement des ulcères Diminuer l’acidité Inhiber la production d’acide Adsorber l’acidité existante Augmenter la protection des muqueuses Accélérer la vidange gastrique et/ou vider l’estomac à la sonde en cas d’iléus paralytique Un traitement peut demander 2 à 3 semaines

Pour en savoir plus

Références sur l’ulcère du cheval Murray, MJ. Disorders of the stomach. In: Smith, BP, ed. Large Animal Internal Medicine. CV Mosby, St. Louis, 1996.710-717. Murray, MJ. Gastroduodenal ulcers. In: Robinson, NE, ed. Current Therapy in Equine Medicine. WB Saunders, Philadelphia, 1997. Murray, MJ. Gastroduodenal ulceration. In: Reed, SM, Bayly, WM, eds. Equine Internal Medicine. WB Saunders, 1998. E quine Endoscopy. CV Mosby, St. Louis, 1997 Murray, MJ. A comparative review of the aetiopathogenesis and treatment of peptic ulcer. Equine Vet J 1992;suppl 13:63-74.